什么是PET材料
PET,即聚对苯二甲酸乙二酯,是应用广泛的热塑性聚酯,产量在合成树脂中居前列,从日常包装到高端产品,都不可或缺。
一、合成方法
1. 酯交换法(间接法)
原料混合:选对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG),按 1:2.5 至 1:3 摩尔比混合。
酯交换反应:加醋酸锌等催化剂,升温至 150 - 200℃,DMT 甲酯基与 EG 羟基交换,生成对苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)和甲醇,
需蒸出甲醇推动反应。
缩聚反应:将 BHET 置于 270 - 290℃、0.1 - 10Pa 高真空下,加三氧化二锑等催化剂,分子链经脱水缩合增长,得 PET 。
2. 直接酯化法(直接法)
原料准备:以对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)按 1:1.2 至 1:1.5 摩尔比混合。
酯化反应:加钛系催化剂,升温至 220 - 260℃,PTA 羧基与 EG 羟基酯化,生成 BHET 和水,及时除水促进反应。
缩聚反应:酯化后,升温度至 270 - 290℃,保持高真空,完成缩聚得 PET 。
二、结构特点
1. 分子结构层面
PET 由对苯二甲酸与乙二醇单元经酯键相连。苯环赋予分子链规整性与刚性,乙二醇提供柔性。分子链间有较强范德华力,且规整性使其易结晶,重复单元简式 -[OCH₂CH₂O - CO - C₆H₄ - CO]- 。
聚集态结构方面
2. 结晶态特征:合适条件下,分子链有序排列成结晶结构,结晶度 30% - 80%,有球晶、单晶等。冷却慢,易形成大球晶;冷却快,
结晶受抑制。结晶态 PET 密度、强度、耐热性高。
3. 非晶态特性:快速冷却或受添加剂影响,分子链无法规整排列成非晶态。非晶态 PET 透明性好,但强度、耐热性弱。实际制品常结晶
态与非晶态共存,可调控工艺调整比例。
三、分类情况
1. 按聚合方法分类
常规 PET:经酯交换法或直接酯化法合成,应用广泛。
改性 PET:聚合时引入第三或第四单体改性,如加间苯二甲酸(IPA)得 PETG,其透明性、韧性、加工性更佳,用于高端包装、光学产品。
2. 按制品形态分类
①PET 纤维:分长丝和短纤维。长丝用于纺织、工业丝;短纤维与天然纤维混纺。
②PET 薄膜:有普通和镀铝薄膜,具良好力学、光学、阻隔性,用于包装。
③PET 注塑制品:如塑料瓶、托盘等。
④PET 片材:用于热成型包装盒等。
四、应用领域
1. 包装领域
用于饮料、食品、药品包装,如饮料瓶、食品包装盒、药瓶等,利用其透明、阻隔、化学稳定等特性。
2. 纺织领域
用于服装面料和家纺产品,如服装挺括抗皱,家纺耐用易清洗。
3. 电子电器领域
PET 薄膜用于电子部件,注塑制品用于电器外壳。
4. 汽车领域
PET 纤维用于内饰,注塑制品用于零部件。
5. 光学领域
PETG 用于光学镜片、光盘基材
6.医疗领域
PET 用于医疗领域,如一次性注射器、输液袋等。